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原文传递绿色型纤维增强橡胶沥青封层性能及工艺研究

论文题名：	绿色型纤维增强橡胶沥青封层性能及工艺研究
关键词：	公路纤维封层;橡胶沥青;纤维增强;路用性能;施工工艺
摘要：	我国于2020年第七十五届联合国大会上正式提出“碳达峰”、“碳中和”发展目标，绿色节能和可持续发展成为现阶段公路建设的目标。废旧轮胎胶粉改性沥青具有良好的路用性能，不仅减少了反射裂缝，提高了路面的耐久性，同时具有良好的抗疲劳性能。纤维封层是近年来铺筑在半刚性基层和面层之间的一种应力吸收层,它可以吸收来自反射裂缝尖端的大部分集中应力，从而降低裂缝尖端的应力集中现象，阻止裂缝的进一步扩展，它对于延长道路的使用寿命具有显著作用。本文利用废胎胶粉和废塑料裂解蜡对沥青进行改性后应用于公路封层建设中，既可缓解黑色污染和白色污染问题，也可降低公路封层施工过程中的能源消耗和有害气体排放，具有显著的社会经济效益。　　本文对裂解蜡改性橡胶沥青的基本性能、纤维增强改性橡胶沥青封层路用性能和施工工艺展开研究，相关研究总结如下：　　（1）根据前期试验和课题组研究确定橡胶沥青制备方案，胶粉掺量20%，裂解蜡掺量选择3%、4%、5%和6%四种掺量制备裂解蜡改性橡胶沥青，并通过三大指标试验、弹性恢复试验、存储稳定性试验、热重反应和差式扫描热量试验对不同裂解蜡掺量橡胶沥青基本性能分析得出，随着裂解蜡掺量增加，改性橡胶沥青高温性能和热稳定性提升，低温抗裂性能略有下降，弹性恢复性能和存贮稳定性逐渐提升。当裂解蜡掺量为6%时，高温稳定性和热稳定性分别提升15%、9%，低温抗裂性下降20%，弹性恢复和存储稳定性提升13%、60%。　　（2）通过黏温曲线、saal公式、针入度指数PI、针入度黏度指数PVN、粘温指数VST对改性橡胶沥青感温性能评价分析，得出裂解蜡具有较好的降黏效果，且拌合、压实温度可降低12%。采用荧光显微镜、傅里叶红外光谱试验研究裂解蜡改性橡胶沥青微观机理发现，裂解蜡与橡胶沥青有较好的相溶性且改性过程主要为物理改性。通过对短期老化和长期老化后的改性橡胶沥青常规性能试验和 DSR温度扫描试验可得出，随着裂解蜡掺量增加，改性橡胶沥青高温稳定性提升，抗老化性能、抗车辙性能逐渐增强。　　（3）本文将裂解蜡改性橡胶沥青应用在纤维沥青封层中，分别以复合路面结构的层间抗剪强度、抗拉强度为指标，通过正交试验研究了沥青用量、纤维用量、纤维长度、碎石覆盖率 4 种因素对裂解蜡改性橡胶沥青封层阻裂性能的影响，并研究了不同沥青封层的抗疲劳性能，总结得出对层间抗剪强度、抗拉强度影响最大的因素分别是沥青用量、纤维用量，几种不同沥青封层中裂解蜡改性橡胶沥青封层抗疲劳性能最佳。　　（4）结合工程实例对裂解蜡改性橡胶沥青封层施工中改性橡胶沥青制备、储存温度、纤维切割方式以及碎石预拌工艺等施工流程工艺进行优化改进。
作者：	张宏嘉
专业：	交通运输
导师：	刘燕燕
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023